基因突变与基因重组
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浅析基因突变和基因重组一、如何区分基因突变与基因重组基因突变和基因重组都能引起遗传性状的改变,为生物变异提供了极为丰富的原材料,在生物的进化中具有重要的作用和意义。
但它们却存在着本质区别,主要体现在以下三个方面:①时期不同:基因重组主要发生在减数第一次分裂过程中(通过基因工程定向改造生物性状也属于基因重组引起的生物变异),是通过有性生殖的过程实现的;基因突变发生在细胞分裂间期DNA复制时,既可发生在体细胞中(一般不能遗传),也可发生在生殖细胞中(可以遗传)。
②原因不同:基因重组是由控制不同性状的基因随非同源染色体的自由组合(即随机重组)或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(即交换重组)而引起的;基因突变是由于复制过程中,染色体上的DNA分子受到物理因素(如激光)、化学因素(如亚硝酸)或生物因素(如病毒)的作用而使基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部改变,从而改变了遗传信息,包括自然突变和人工诱变。
③结果不同:基因重组没有新基因的产生,只是原有基因重新组合,产生了新的基因型,从而使性状进行了重新组合;基因突变的基因结构发生了改变,产生了新基因。
二、基因突变一定会引起生物性状的改变吗众所周知,生物的性状是受基因控制的,但基因突变不一定引起生物性状的改变,如以下7种情形:1、改变的碱基位于基因的内含子中。
一般情况下,内含乎是没有功能的,它不是mRNA的一部分,不能编码蛋白质,内含子的突变不直接影响蛋白质的功能。
此种情形,一般不会引起生物性状的改变。
2、突变发生在无调节功能的非编码区中。
基因的非编码区对基因的表达起着重要的调节作用,决定着基因是否表达为蛋白质,在这些片段发生基因突变,如果不影响其调控功能的发挥,蛋白质仍然正常合成,就不会改变生物的性状。
3、同义突变。
由于密码子具有简并性,因此,单个碱基置换可能只改变mRNA上的特定密码子,但不影响它所编码的氨基酸,一般也不会引起生物性状的改变。
基因突变和基因重组知识点基因突变和基因重组是生物学中重要的概念和研究方向。
基因突变是指DNA序列发生变化,而基因重组是指DNA片段在染色体上的重新组合。
本文将分别介绍基因突变和基因重组的概念、机制以及在生物学研究和应用中的重要性。
一、基因突变基因突变是指DNA序列发生变化,包括点突变、插入突变和缺失突变等。
点突变是指单个核苷酸的改变,包括错义突变、无义突变和同义突变。
错义突变导致氨基酸序列的改变,可能会影响蛋白质的功能;无义突变导致氨基酸序列的提前终止,导致蛋白质缺失;同义突变则不改变氨基酸序列。
插入突变是指在DNA序列中插入额外的核苷酸,导致序列的改变;缺失突变是指DNA序列中丢失了一段核苷酸,导致序列的缺失。
基因突变可以通过多种方式引起,包括自然突变、诱变剂诱导突变以及人工基因编辑技术等。
自然突变是指在自然环境中发生的突变事件,可以是正常的生物进化过程中产生的;诱变剂诱导突变是指通过化学物质或辐射等外部因素诱导DNA序列的突变;人工基因编辑技术包括CRISPR/Cas9等工具,可以精确地对DNA序列进行编辑。
基因突变在生物学研究中起着重要的作用。
通过研究基因突变,可以揭示基因与表型之间的关系,帮助理解遗传疾病的发生机制。
此外,基因突变也是进化过程中的重要驱动力,通过基因突变的积累和选择,物种可以适应环境的变化。
二、基因重组基因重组是指DNA片段在染色体上的重新组合,包括同源重组和非同源重组。
同源重组是指来自同一染色体的两个DNA片段之间的重组,可以促进基因的重组和遗传多样性的产生;非同源重组是指来自不同染色体的DNA片段之间的重组,可以导致染色体的结构变化。
基因重组的机制包括交叉互换和非同源重组。
交叉互换是指同源染色体间的互换DNA片段,通过交叉互换,不同染色体上的基因片段可以重新组合,增加基因的多样性。
非同源重组是指来自不同染色体的DNA片段之间的重组,可以导致染色体的结构变化,例如染色体间的倒位、插入和删除等。
基因突变和基因重组1. 简介基因突变和基因重组是生物学中两个重要的概念。
基因突变指的是DNA序列的改变,可以导致基因的功能变化,进而对生物体的性状产生影响。
而基因重组则是指在DNA分子水平上,通过基因片段的重新组合,产生新的组合,从而增加了基因的多样性。
本文将对基因突变和基因重组进行详细的介绍和解释。
2. 基因突变2.1 类型基因突变可以分为多种类型,常见的有点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等。
•点突变是指DNA序列中的一个碱基发生改变,可以分为错义突变、无义突变和同义突变。
错义突变是指由于碱基改变导致氨基酸序列发生改变,从而影响蛋白质的结构和功能;无义突变是指由于点突变导致密码子变成终止密码子,使得蛋白质提前终止合成;同义突变是指点突变虽然改变了DNA序列,但由于遗传密码的冗余性,不改变蛋白质的氨基酸序列。
•插入突变是指在DNA序列中插入了一个或多个碱基,导致整个序列移位,进而影响基因的编码能力。
•缺失突变是指DNA序列中丢失了一个或多个碱基,导致DNA序列发生改变,进而影响基因的编码能力。
•倒位突变是指DNA序列的一部分发生了翻转,导致DNA序列的排列顺序发生改变,从而影响基因的编码能力。
2.2 影响基因突变可以导致生物体的性状发生变化,可能是有害的、无害的或有益的。
有害突变会导致基因功能的丧失或异常,从而引发一系列疾病。
无害突变是指突变对生物体没有显著影响,这种突变在进化中有可能积累起来,从而产生新的特征。
有益突变是指突变导致了基因的新功能,使得生物体能够适应环境的挑战,进而提高生存的机会。
3. 基因重组基因重组是指在DNA分子水平上,通过基因片段的重新组合,产生新的组合,从而增加了基因的多样性。
基因重组可分为两种类型,即同源重组和非同源重组。
•同源重组是指在相同染色体上的同源DNA片段之间的重组。
在生物体的有丝分裂过程中,同源染色体可以通过互换DNA片段来重新组合,从而产生新的基因组组合。
基因突变和基因重组的区别二者有什么不
同
基因重组是指非等位基因间的重新组合。
能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因。
基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列挨次的转变。
那么二者有什么不同?
基因突变和基因重组的不同是什么
1、二者在发生的时期有所不同:基因突变主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期,而基因重组主要发生在减数第一次分裂前期和减数第一次分裂后期。
2、二者在变异的结果上是不同的:基因突变的结果是产生新基因(等位基因),而基因重组的结果是产生新的基因型。
基因突变遗传吗,能治吗
基因突变不肯定是不行遗传变异,而不是肯定不能遗传,这点请留意
主要分两种状况
1 假如是在受精卵分裂时发生的突变,就有可能是可遗传的,由于全身的细胞都是由受精卵发育来的
2 假如是已经差不多成形的胎儿以及之后的整个生命过程中突变则又可分3种状况
A 发生在体细胞的突变这种是不行遗传的
B 发生在生殖细胞的突变假如那个突变了的生殖细胞胜利地与对方结合形成受精卵的话那么就把突变遗传下去了; 假如那个突变的生殖细胞没有被用到那也就没有遗传下去
C假如是体细胞发生的基因突变只能在本体体现,而只有生殖细胞的基因突变才有可能遗传给下一代
总的的来说就是基因突变在配子或性染色体中可遗传给后代,而发生在体细胞中不会遗传给后代。
一般来说不好治疗,除非采纳基因治疗的方法去除致病基因或者导入正常的外源基因。
基因突变和基因重组的概念1. 基因突变:小变化,大影响嘿,朋友们,今天咱们聊聊基因突变和基因重组这俩有意思的概念。
先说说基因突变吧。
这就像是在你平常的生活中,不小心踩到香蕉皮,摔了一跤,结果改变了你的一整天。
基因突变就是DNA序列的一个小小变化,这种变化可能是因为环境因素、自然选择,或者就是纯粹的“运气不好”造成的。
你知道吗,有些突变其实并不是什么坏事,反而能让生物更适应环境。
就像有的人总能在考试前突击,结果考得比平时还好,这就是突变的魅力所在。
1.1 突变的类型好吧,突变可不止一种。
首先,有“点突变”,就像一颗调皮的小石子,可能改变了一个单词,导致你整个句子意思变了。
接着是“插入突变”,这个就像是在你最爱的披萨上加了个榴莲,哎呀,味道可就完全不一样了。
最后是“缺失突变”,就是把某个重要的配料给忘了,披萨瞬间变得平淡无味。
每种突变的结果可都不一样,有的可能让你变得更强,有的可就让你变成“背景板”。
1.2 突变的影响而且,突变的影响真是五花八门。
有些突变对生物没什么影响,像“隐性”的存在,默默无闻;而有些则可能导致疾病,变成了人们心中的“隐患”。
举个简单的例子,某些基因突变可能让你更容易得糖尿病或者癌症,但同样的突变也可能让你拥有超强的抗病能力,真是“有得必有失”啊!2. 基因重组:创意无限的拼图游戏接下来,我们再来聊聊基因重组。
这就像是在拼图,突然发现你手里多了一块新的拼图,拼出来的画面比以前更加丰富多彩。
基因重组发生在生殖细胞形成的过程中,两个亲本的基因组合在一起,形成新的基因组合。
就像你从爸爸那里继承了一双大脚,从妈妈那里得到了迷人的笑容,结果你就成了“超能选手”。
2.1 重组的过程说到重组,这过程可复杂了。
简单来说,就是在减数分裂的时候,亲本的基因交叉,像是跳了一场交谊舞,最终的结果就是全新的组合。
有些重组能让后代更具适应性,这就像是在“为未来打基础”。
想想看,这就像是家里的锅碗瓢盆,混合在一起,做出了一道新菜,味道更上一层楼。
高考生物学问点之基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型,导致红细胞不能顺当通过毛细血管聚集在一起,红细胞裂开(溶血),造成贫血。
⑵病因基因中的碱基替换。
干脆缘由:血红蛋白分子结构的变更根本缘由:限制血红蛋白分子合成的基因结构的变更2、基因突变概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增加和缺失,而引起的基因结构的变更二、基因突变的缘由和特点1、基因突变的缘由:有内因和外因外因有:物理因素:如紫外线、X射线化学因素:如亚硝酸、碱基类似物生物因素:如某些病毒⑵自然突变(内因)2、基因突变的特点⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是新基因产生的途径;生物变异的根原来源;是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念2、基因重组的类型随机重组(减数第一次分裂后期)交换重组(四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)4.基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区分基因突变基因重组本质基因的分子结构发生变更,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。
不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状重新组合。
发生时间及缘由细胞分裂间期DNA分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增加或缺失。
减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。
条件外界环境条件的变更和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
意义生物变异的根原来源,是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要缘由。
发生可能突变频率低,但普遍存在。
有性生殖中特别普遍。
基因突变与基因重组第五章基因突变与其他变异节一、知识结构二、教材分析本节在引言部分,指出生物的变异具有普遍性,变异可以分为可遗传变异和不遗传变异,可遗传的变异有三种。
本小节介绍了基因突变的概念、意义和特点,人工诱变在育种上的应用,以及基因重组的概念和意义。
教材从实例引入基因突变的概念,是为了便于学生理解抽象的概念。
在介绍基因突变的普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性等特点时,教材也举了具体的实例。
旁栏设置的思考题和小资料,也有助于学生加深对基因突变特点的理解。
人工诱变在育种上有重要用途,教材通过介绍我国在诱变育种方面取得的成就,对学生进行爱国主义教育。
教材在学生已知的知识基础上,介绍了两种常见的基因重组。
以基因的自由组合引起的基因重组为例,阐述了基因重组对于生物进化的重要意义。
教材还把重组DNA技术作为小字内容,安排在基因重组的正文之后,以扩展学生的知识面,使学生能够多了解一些先进的生物技术。
本节内容可为第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。
基因重组的内容需要本章第二节中的自由组合定律与连锁和交换定律的有关内容作基础。
三、教学目标知识目标:人工诱变在育种上的应用;基因突变的概念、特点和意义;基因重组的概念和意义。
能力目标:通过对课本中实例的分析,培养学生归纳总结的逻辑推理能力。
四、重点•实施方案重点:基因突变的概念和特点;基因重组的概念。
实施方案:通过实例加深学生对概念的理解;让学生在课前搜集有关在诱变育种上取得的成就,进一步突出重点内容。
五、难点•突破策略难点:基因突变的概念。
突破策略:通过举例放映有关的投影和录像的方法,让学生对抽象的概念有一个具体的理解。
六、教具准备:投影片、录像片、投影仪、录像机、多媒体设备。
七、学法指导:本小节内容为抽象,在教学过程中应采用师生互动,通过实例举证来理解抽象概念和特点。
八、课时安排:2课时----------------------------------------------------------------------------课时[一]教学程序导言在前面我们学习了生物的遗传问题:了解了性状为什么会遗传以及性状在向后代遗传时所要遵循的规律特点。
知道了性状是由遗传物质决定的。
性状的表现除了与遗传物质有关外,还与外界条件有关。
而且性状由亲代传递给子代时,或多或少都会存在差异,这就是生物的变异。
那么生物的变异又是如何产生的呢?又有什么特点呢?今天我们就来学习《生物的变异》的有关教学内容。
[二]教学目标达成过程播映投影片:上图是一个普通的玉米种子在萌发长成植株的过程中,水、肥、光特别充足,所结种子大而饱满,但这样的种子种下去,结出的是普通种子。
下图是太空椒与普通青椒对比,果实明显增大,种植下去,仍然是肥大果实。
质疑:籽粒饱满的种子与普通种子相比,太空椒与普通青椒相比,性状有明显的差异,原因何在?把子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子,而是普通种子;把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。
这些现象说明什么问题?从上述可以看出,生物的变异有这样两种类型:可遗传的变异和不遗传的变异。
我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。
像玉米这样,子粒大而饱满是由于水、肥和光充足引起的,这种变异是不可遗传的。
而太空椒遨游过太空,宇宙辐射改变了其遗传物质,因而改变了其性状,这个变异性状是可遗传的。
可遗传的变异是生物变异的主要类型。
它的主要由三个方面:基因突变、基因重组和染色体变异。
组织学生观看关于正常红细胞的基因突变形成镰刀型细胞贫血征的录像。
了解基因突变的概念、产生过程及导致生物变异的过程。
观看录像的同时指导学生思考以下问题:正常红细胞是什么形状?有什么功能?答:圆饼状,运输氧的功能。
镰刀型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状,对功能的完成有没有影响?答:有。
运氧能力降低,易破裂溶血造成贫血,严重时会导致死亡。
投影镰刀型细胞贫血症病因的图解,师生共同探求正常红细胞变成镰刀型红细胞的原因。
控制血红蛋白质的DNA,上一个碱基对发生改变,导致该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变,导致基因结构改变。
因为基因控制生物的性状,因此基因结构改变最终导致控制血红蛋白的性状发生改变,红细胞也就由圆饼状变为镰刀状。
组织学生讨论,引起基因结构改变的原因除碱基对的替换外,还有哪些原因?指导学生写一DNA片断,分析说明当DNA中碱基对增加或减少时,也会导致基因结构的改变,进而影响到性状的表现。
也就是说,DNA碱基对的替换、增添和缺失均会引起基因结构的改变,即基因中脱氧核苷酸顺序发生了改变,因而遗传信息也随之改变,通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变,性状自然会发生改变。
可见,基因结构的改变会使生物发生变异。
也即基因突变造成生物的变异。
教师指导学生总结基因突变的概念。
指出基因突变是染色的某一位点上基因的改变。
基因突变使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型变化。
因而会产生一些新性状。
这些新性状是生物从未有过的性状,因此它是生物变异的根本,也为生物进化提供了最初的原材料。
这就是基因突变的意义所在。
放映“基因突变”的投影片:玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、果蝇长翅→残翅、家鸽羽毛白色→灰红色、正常棉花→短果枝。
放映“植物个体发育过程”的投影片;放映“小鼠毛色变化与基因突变关系”的投影片。
组织学生边看投影片边讨论总结基因突变的特点。
投影片说明植物、动物、人都可能发生基因突变,也即基因突变是普遍存在的。
这种突变在自然条件下发生的叫自然突变,在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。
投影片说明基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。
而且突变发生越早,表现部位越多;反之则相反。
再有一条是只有生殖细胞的突变才会遗传给后代。
然后教师引导学生阅读P49的内容,得以结论:基因突变率很低,且不同生物的基因突变率、同一种生物不同的基因突变率均不同。
基因突变绝大多数是有害的,但也有少数有利。
这些涉及到生物与环境相适应的问题。
在此给学生可留一伏笔,为《生物与环境》一章打基础。
投影片说明基因突变是不定向的,一个基因可以向不同方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
但是,每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内,不会超出限制。
以上内容总结起来就是基因突变的特点。
[三]教学目标巩固生物的变异有两种:和。
前者指。
后者指。
答案:可遗传的变异不遗传的变异变异现象是由于生殖细胞内的遗传物质的改变而引起的,能够遗传给后代变异现象是由于环境因素的影响造成的,并没有引起生物体内遗传物质的变化,因而不能够遗传下去可遗传的变异有三种、、。
答案:基因突变基因重组染色体变异基因突变是指,通过基因突变使一个基因变成它的,并且通常会引起—定的。
答案:染色体的某一位点上基因的改变等位基因表现型变化基因突变的意义是。
答案:生物变异的根本和主要,为生物进化提供了最初的原材料基因突变有以下特点:;;;;。
答案:普遍性随机性低频性多害少利性不定向性[四]布置作业*P46复习题一,二、1、3,三、1。
[五]总结这节课我们主要掌握的内容有“基因突变的概念和基因突变的特点”。
基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构改变。
基因突变的特点有:普遍性、随机性、突变率低、多害少利、不定向性。
[六]板书设计----------------------------------------------------------------------------第二课时[一]教学程序导言上节课我们学习了“基因突变的概念、意义和特点”。
明确“性状变异是由于基因突变”。
请大家回答基因突变具体有哪些特点?放映投影片:如棉花短果枝、鸡脚叶,水稻矮杆、糯叶,果蝇的白眼、残翅,人的白化病、色盲。
这些基因突变如果是在自然条件下发生的叫---自然突变;在人为条件下诱发产生的叫---诱发突变。
那诱发突变的人为条件是什么?我们知道基因突变大多是有害的,为什么要人工诱发突变?这有什么用呢?今天我们接着来学习下面一个内容---“人工诱变在育种上的应用”。
[二]教学目标达成过程阅读书P44,划出“人工诱变的概念”:人工诱变就是在人工条件下诱导基因发生突变。
人工条件有两种:物理方法包括X射线、紫外线、激光等;化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
应用这些方法怎样去处理生物使之发生基因突变呢?产生的这些突变又有什么用呢?下面让我们看一段录像片,这是我国科学工作者用人工方法处理农作物发生基因突变的一段内容。
看了录像片,大家清楚了怎样用各种射线和化学物质去处理生物,也看到了生物突变的具体性状的表现了。
让学生说明这些方法诱导基因突变有什么好处?回答:可提高突变率,创造人类需要的突变类型,从中选育出优良新品种。
通过人工诱导方法培育出的农作物新品种,具抗病力强、产量高、品质好等优点。
例如,黑龙江农科院用辐射方法处理大豆,培育成黑农五号大豆品种,含油量比原来的品种提高了2.5%,大豆产量提高了16%。
大家看书P52图,太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。
人工诱变不仅在农作物育种上起作用,在微生物育种上也发挥了重要作用,如青霉素,最初产量为20单位/L,后经人们多次用射线等综合处理,目前产量已是50000~60000单位/L了,可见人工诱变对生物育种起着巨大作用。
因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值。
生物变异不只是由基因突变引起的,基因重组也会造成生物变异。
基因重组造成的生物变异是在什么情况下发生的呢?又有什么特点呢?接下来我们就来学习基因重组。
什么是基因重组呢?基因重组是控制不同性状的基因重新组合。
关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁定律时已经接触过这方面的知识。
请同学们回忆一下,黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交,产生后代的过程。
放映投影片:让学生看投影并分析:F2中除黄色圆粒、绿色皱粒外,还有两种亲本所没有的新性状:黄色皱粒、绿色圆粒,这两种性状与亲本相比是不是变异性状?它们又是如何产生的呢?让学生画出以上过程的染色体图,总结出:基因重组可以发生在减数分裂形成配子非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
接着回忆果蝇的灰身长翅和黑身残翅杂交,其子一代雌性个体测交后代的表现型的遗传过程。
放映投影片:分析说明:测交后代有两种类型是亲本所没有的:灰身残翅和黑身长翅。
这两种变异的性状是由于控制不同性状的基因进行交换、重新组合的结果。
这种情况也属于基因重组,它发生在减数分裂的四分体时期,是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了局部互换而造成控制不同性状的基因重新组合。
以上是基因重组的两种类型,我们可以看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。